Изоморфизм - определяющий фактор поведения микроэлементов
Микроэлементы (или элементы примеси) - это редкие элементы, значимость которых как компонентов минералов невелика, они не входят в формулу минерала. (Редкие элементы – это элементы, массовая доля которых в земной коре составляет менее 0,1%).
Правила Гольдшмидта касались закономерности распределения редких элементов при магматической кристаллизации (см. выше).
В настоящее время практически для всех групп магматических пород получены средние уровни содержаний (кларки) редких и рудных элементов. Работы по геохимии нацелены на установление геохимической направленности процессов магматизма и выявления критериев потенциальной рудоносности. Поведение редких элементов в процессах формирования различных пород определяется многими факторами: концентрацией элементов в исходных магмах, характером и количественным соотношением выделяющихся минеральных ассоциаций, температурой расплава, наличием флюидной фазы и т.д. В совокупности эти факторы обусловливают последовательное накопление или уменьшение концентраций элементов либо более сложное их распределение в продуктах магматической дифференциации. Мерой такого концентрирования или рассеяния элементов являются коэффициенты распределения, показывающие отношение концентраций рассматриваемых элементов в двух равновесных фазах: твердое - расплав. Концентрация в минерале / концентрация в расплаве = Kd. Количественные оценки коэффициентов распределения, в отличие от средних содержаний фиксируют динамику процесса, резко повышают информативность геохимических данных.
|
|
|
Методы оценки коэффициентов распределения: термодинамический расчет, экспериментальные измерения при высоких температурах, определение концентраций микропримесей во вкрапленниках и стекле (или основной массе) вулканитов.
K d – изменяется от T и P , зависит от состава расплава, от состава твердой фазы, т.е. кристалла, но в одной и той же системе являются константами.
Часто используют коэффициенты разделения D – отношение коэффициентов распределения микро- и макрокомпонента, которые образуют изоморфные смеси, – они варьируют при изменении температуры, давления и состава фаз значительно меньше, чем коэффициенты распределения.
Элементы –примеси можно разделить на две основные группы:
а) кристаллихимически близкие к петрогеным и изоморфно входящие в их структуру, поэтому эти элементы преимущественно накапливаются в минеральных фазах, а не расплаве. Они называются совместимыми или когерентными (K d < 1).
б) обладающие слишком большими или малыми величинами ионных радиусов и(или) зарядов, поэтому эти элементы несовместимы с решеткой кристаллов и при малейшей возможности переходят в расплав. Они называются несовместимыми или некогерентными (K d < 1).
|
|
|
Среди несовместимых элементов выделяются следующие наиболее важные группы:
1) Крупноионные литофильные элементы (LILE) - K, Rb, Cs, Ba, Sr. Это щелочные и щелочно-земельные элементы. Они имеют низкий заряд (+1, +2), большой радиус и, соответственно, низкий ионный потенциал Картледжа, что определяет растворимость в водных растворах и мобильность при выветривании и метаморфизме. Резкое отличие от главных петрогенных элементов по радиусу не позволяет им входить в решетку большинства силикатов и алюмосиликатов, поэтому это наиболее несовместимые элементы.
2) Высокозарядные элементы или элементы с высокой силой поля (HFSE) - Zr, Hf, Nb, Tа. Имеют высокий заряд и малый радиус. Они имеют промежуточное значение ионного потенциала, соответсьвенно, не растворимы в воде и не образуют растворимые комплексные соединения, поэтому инертны при при выветривании и метаморфизме.
3) Редкоземельные +Y. Большой радиус и заряд (+3) определяет их несовместимое поведение. Инертны при при выветривании и метаморфизме.
Некоторые определения элементов:
петрогенные(породообразующие, главные)
второстепенные, редкие, микроэлементы - с концентрациями не более 0,01%.
рассеянные - микроэлементы не образующие собственных минералов
акцессорные - образуют акцессорные минералы
рудные - образуют рудные минералы.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 273; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!